浦一明¹，冯冠霖¹，大矢恭久²，周启来¹

(1. 武汉理工大学 材料科学与工程学院 湖北 武汉 430070；2. 静冈大学 理学部，日本 静冈 422-8529)

摘  要：Li₂TiO₃陶瓷是聚变堆候选固态氚增殖材料。铅与氢同位素亲和力低，可促使氚在较低的温度下释放，降低陶瓷中的氚滞留率。本研究中，通过溶液燃烧合成的方式，制备了Li₂TiO₃-5%Pb与Li₂TiO₃-10%Pb粉体。向粉体中添加不同比例的聚乙烯醇溶液并控制含量，制备了孔隙率为7.6%、10.1%和13.4%的陶瓷烧结体。对所制备的陶瓷样品进行了高温氘气暴露实验，暴露温度为573 K、暴露时间为4 h。对氘气暴露后的样品进行了升温热脱附实验，得到HD、HDO和D₂O的热脱附图谱(TDS)。在本研究中，D2的影响忽略不计，因此用HD代指氘气，HDO和D₂O分别为氘代水(半重水)和氘水(重水)。氘-TDS图谱显示，HD在900 K附近释放。HDO和D₂O的释放温度均在700 K附近，释放温度低于HD。Li₂TiO₃-10%Pb的氘释放温度低于Li₂TiO₃-5%Pb，说明Pb添加能够促使氘在低温释放。对于不同孔隙率陶瓷，氘气-TDS图谱存在一个明显的主峰。TDS图谱显示，随着孔隙率的增大，600 K的氘释放速率明显下降。对陶瓷微球进行了中子辐照及释氚实验，释氚图谱显示，铅含量增至10%后，氚-TDS图谱向低温侧偏移。

关键词：氚增殖剂；钛酸锂；氢同位素；氘；孔隙率